CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Lectinas de plantas podem ser definidas como proteÃnas de origem nÃo imune que possuem pelo menos um domÃnio nÃo catalÃtico que se liga reversivelmente de maneira especÃfica a um mono- ou oligossacarÃdeo. A famÃlia das lectinas de leguminosas representa o grupo destas proteÃnas mais bem estudadas, em especial destaque a subtribo Diocleinae, que possui o representante mais bem caracterizado, a ConA. As lectinas de Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade estrutural, porÃm o mesmo nÃo ocorre quanto Ãs atividades biolÃgicas e especificidade a carboidratos variados, o que torna importante a investigaÃÃo em nÃveis estruturais e biolÃgicos dos seus diversos membros, dentre eles a Canavalia grandiflora Benth. A lectina de sementes de Canavalia grandiflora (ConGr) foi purificada de acordo com Ceccato (2001) e foi cristalizada pelo mÃtodo de difusÃo de vapor a 293 K. Cristais foram obtidos em uma condiÃÃo contendo 0,5 M de sulfato de cÃdmio hidratado, 0,1 M de HEPES pH 7.5 e 1,0 M de acetato de sÃdio triidratado. Os cristais apresentam o grupo espacial ortorrÃmbico I222, a cela unitÃria tem como dimensÃes a=67,70 Ã, b=55,90à e c=107,46 à e Ãngulos ?=?=?=90Â, sendo observado um monÃmero na unidade assimÃtrica e um conteÃdo de 42,53% de solvente no cristal. A estrutura foi resolvida a 2,19à e o problema de fase foi solucionado pelo mÃtodo de substituiÃÃo molecular utilizando as coordenadas da Canavalia gladiata como modelo (PDB: 2D7F). O refinamento satisfatÃrio apresentou âRfactorâ e âRfreeâ com 22,6 e 27,4 respectivamente e apenas um resÃduo de aminoÃcido em regiÃo nÃo permitida do Ramachandran. Apesar da alta similaridade estrutural, pequenas mudanÃas na orientaÃÃo de aminoÃcidos chaves, podem ser responsÃveis pela diversidade nos resultado de aplicaÃÃes biolÃgicas como os resÃduos do sÃtio de ligaÃÃo a carboidrato, que apesar de conservados possuem modificaÃÃes na orientaÃÃo espacial. A seqÃÃncia primÃria da lectina de C. grandiflora apresenta grande similaridade com lectinas do mesmo gÃnero, porÃm ela concentra o maior nÃmero de mutaÃÃes representativas do gÃnero Dioclea, caracterizando-o como o subgÃnero de Canavalia mais prÃximo de Dioclea, e dentre as canavalias à a mais primitiva. A ConGr apresentou atividade edamatogÃnica em modelo de edema de pata (s.c.) e efeito relaxante em mÃsculo liso de aortas de ratos endotelizadas, porÃm os efeitos mostram-se fracos frente a outras lectinas de Diocleinae. / Plant Lectins can be defined as non-immune origin proteins having at least one non-catalytic domain that binds reversibly in a specific fashion to a mono-or oligosaccharide. The legume lectin family group represents the best studied of these proteins, in particular highlighted the subtribe Diocleinae, which has the best characterized representative, ConA. Lectins Diocleinae show a high degree of structural similarity, but the same does not regarding biological activities and specificity to different carbohydrates, which makes it important to research in structural and biological levels of its various members, among them the Canavalia grandiflora Benth. The lectin from Canavalia grandiflora (Congr) was purified according to Ceccato (2001) and was crystallized by vapor diffusion method at 293 K. Crystals were obtained in a state containing 0.5 M of cadmium sulfate hydrate, 0.1 M HEPES pH 7.5 and 1.0 M sodium acetate trihydrate. The crystals have the orthorhombic space group I222, the unit cell has the dimensions a = 67.70 Ã, b = 55.90 à and c = 107.46 à and angles? =? =? = 90 Â, giving a monomer in the asymmetric unit and a content of 42.53% solvent in the crystal. The structure was solved to 2.19 à and phase problem was solved by the method of molecular replacement using the coordinates of Canavalia gladiata as a template (PDB: 2D7F). The refinement showed satisfactory "rfactor" and "Rfree" with 22.6 and 27.4 respectively and only one amino acid residue in a region of the Ramachandran disallowed. Despite the high structural similarity, small changes in the direction of key amino acids may be responsible for the diversity in the biological applications as a result of the residues of the carbohydrate binding site which are retained despite changes in spatial orientation. The primary sequence of the lectin from C. grandiflora has great similarity with lectins of the same genus, but it has the largest number of mutations representative of the genus Dioclea, characterizing it as the subgenus Canavalia nearest Dioclea and canavalias is among the most primitive. The Congregation edamatogÃnica showed activity in a model of paw edema (sc) and relaxing effect on smooth muscle of rat aorta endothelial, but the effects appear to be weak compared to other lectins Diocleinae.

BARROSO NETO, Ito Liberato. Resolução da estrutura tridimensional de uma lectina de sementes de Canavalia grandiflora Benth. com efeitos sobre mecanismos inflamatórios. 2010. 103 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2010. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-05-25T12:16:49Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_ilbarrosoneto.pdf: 2893401 bytes, checksum: 790650a62ad9b6de91f47b92f3115778 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-05T19:29:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_ilbarrosoneto.pdf: 2893401 bytes, checksum: 790650a62ad9b6de91f47b92f3115778 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T19:29:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_ilbarrosoneto.pdf: 2893401 bytes, checksum: 790650a62ad9b6de91f47b92f3115778 (MD5) Previous issue date: 2010 / Plant Lectins can be defined as non-immune origin proteins having at least one non-catalytic domain that binds reversibly in a specific fashion to a mono-or oligosaccharide. The legume lectin family group represents the best studied of these proteins, in particular highlighted the subtribe Diocleinae, which has the best characterized representative, ConA. Lectins Diocleinae show a high degree of structural similarity, but the same does not regarding biological activities and specificity to different carbohydrates, which makes it important to research in structural and biological levels of its various members, among them the Canavalia grandiflora Benth. The lectin from Canavalia grandiflora (Congr) was purified according to Ceccato (2001) and was crystallized by vapor diffusion method at 293 K. Crystals were obtained in a state containing 0.5 M of cadmium sulfate hydrate, 0.1 M HEPES pH 7.5 and 1.0 M sodium acetate trihydrate. The crystals have the orthorhombic space group I222, the unit cell has the dimensions a = 67.70 Å, b = 55.90 Å and c = 107.46 Å and angles? =? =? = 90 °, giving a monomer in the asymmetric unit and a content of 42.53% solvent in the crystal. The structure was solved to 2.19 Å and phase problem was solved by the method of molecular replacement using the coordinates of Canavalia gladiata as a template (PDB: 2D7F). The refinement showed satisfactory "rfactor" and "Rfree" with 22.6 and 27.4 respectively and only one amino acid residue in a region of the Ramachandran disallowed. Despite the high structural similarity, small changes in the direction of key amino acids may be responsible for the diversity in the biological applications as a result of the residues of the carbohydrate binding site which are retained despite changes in spatial orientation. The primary sequence of the lectin from C. grandiflora has great similarity with lectins of the same genus, but it has the largest number of mutations representative of the genus Dioclea, characterizing it as the subgenus Canavalia nearest Dioclea and canavalias is among the most primitive. The Congregation edamatogênica showed activity in a model of paw edema (sc) and relaxing effect on smooth muscle of rat aorta endothelial, but the effects appear to be weak compared to other lectins Diocleinae. / Lectinas de plantas podem ser definidas como proteínas de origem não imune que possuem pelo menos um domínio não catalítico que se liga reversivelmente de maneira específica a um mono- ou oligossacarídeo. A família das lectinas de leguminosas representa o grupo destas proteínas mais bem estudadas, em especial destaque a subtribo Diocleinae, que possui o representante mais bem caracterizado, a ConA. As lectinas de Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade estrutural, porém o mesmo não ocorre quanto às atividades biológicas e especificidade a carboidratos variados, o que torna importante a investigação em níveis estruturais e biológicos dos seus diversos membros, dentre eles a Canavalia grandiflora Benth. A lectina de sementes de Canavalia grandiflora (ConGr) foi purificada de acordo com Ceccato (2001) e foi cristalizada pelo método de difusão de vapor a 293 K. Cristais foram obtidos em uma condição contendo 0,5 M de sulfato de cádmio hidratado, 0,1 M de HEPES pH 7.5 e 1,0 M de acetato de sódio triidratado. Os cristais apresentam o grupo espacial ortorrômbico I222, a cela unitária tem como dimensões a=67,70 Å, b=55,90Å e c=107,46 Å e ângulos ?=?=?=90º, sendo observado um monômero na unidade assimétrica e um conteúdo de 42,53% de solvente no cristal. A estrutura foi resolvida a 2,19Å e o problema de fase foi solucionado pelo método de substituição molecular utilizando as coordenadas da Canavalia gladiata como modelo (PDB: 2D7F). O refinamento satisfatório apresentou “Rfactor” e “Rfree” com 22,6 e 27,4 respectivamente e apenas um resíduo de aminoácido em região não permitida do Ramachandran. Apesar da alta similaridade estrutural, pequenas mudanças na orientação de aminoácidos chaves, podem ser responsáveis pela diversidade nos resultado de aplicações biológicas como os resíduos do sítio de ligação a carboidrato, que apesar de conservados possuem modificações na orientação espacial. A seqüência primária da lectina de C. grandiflora apresenta grande similaridade com lectinas do mesmo gênero, porém ela concentra o maior número de mutações representativas do gênero Dioclea, caracterizando-o como o subgênero de Canavalia mais próximo de Dioclea, e dentre as canavalias é a mais primitiva. A ConGr apresentou atividade edamatogênica em modelo de edema de pata (s.c.) e efeito relaxante em músculo liso de aortas de ratos endotelizadas, porém os efeitos mostram-se fracos frente a outras lectinas de Diocleinae.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As lectinas sÃo proteÃnas multiativas que apresentam pelo menos um sÃtio capaz de reconhecer de maneira reversÃvel carboidratos especÃficos sem modificÃ-los. A famÃlia das lectinas de leguminosas representa o grupo desta classe proteica mais bem estudada, em especial destaque a subtribo Diocleinae. As lectinas de Diocleinae apresentam um alto grau de similaridade estrutural, porÃm o mesmo nÃo se observa quanto Ãs atividades biolÃgicas. Esta variabilidade reside em detalhes que podem ser analisados em estudos baseados em estruturas. A sequÃncia primÃria da lectina de C. grandiflora (ConGF) apresenta grande similaridade com lectinas do mesmo gÃnero, porÃm concentra o maior nÃmero de mutaÃÃes representativas do gÃnero Dioclea, caracterizando-o como o subgÃnero de Canavalia mais prÃximo de Dioclea, e dentre as canavalias à a mais primitiva. A ConGF apresentou efeito relaxante em mÃsculo liso de aortas de ratos endotelizadas, no entanto, os efeitos mostram-se fracos frente a outras lectinas de Diocleinae. A justificativa para este fato nÃo reside em uma baixa similaridade estrutural, mas em pequenas mudanÃas na orientaÃÃo de aminoÃcidos-chave, que se tornam responsÃveis pela diversidade na aÃÃo biolÃgica apresentada aqui, como deve ocorrer em outros fenÃmenos elicitados por lectinas. Para a lectina de Cymbosema roseum (CRLI), alÃm de avaliado o efeito relaxante, foi observado o papel do cÃlcio extracelular nesta atividade. Surpreendentemente, o cÃlcio nÃo foi definitivo para determinar o mecanismo de CRLI como dependente ou independente deste Ãon. Nossa investigaÃÃo permitiu a formulaÃÃo de uma hipÃtese em que esta lectina apresenta um duplo mecanismo de ativaÃÃo da Ãxido nÃtrico sintetase endotelial (eNOS). A primeira via à baseada em um receptor especÃfico na membrana do endotÃlio capaz de ativar a eNOS atravÃs da calmodulina. A segunda via à baseada na habilidade de ligaÃÃo de CRLI ao heparano sulfato do glicocÃlice em um sÃtio diferente do CRD demonstrada por docking molecular, o que justifica a ativaÃÃo mecÃnica da eNOS. Este proteoglicano à o principal candidato a mecanoreceptor da tensÃo de cisalhamento, principal fenÃmeno da manutenÃÃo do tÃnus vascular pela produÃÃo de NO. Dentre as proteÃnas de Diocleinae, foi ainda avaliada uma lectina do gÃnero Dioclea. D. sclerocarpa apresentou, como as outras lectinas deste trabalho, a habilidade de relaxar mÃsculos lisos de aortas. FenÃmeno que ocorreu com a dependÃncia do endotÃlio via produÃÃo de Ãxido nÃtrico e com a participaÃÃo do CRD de DSL. Tanto seu efeito como sua estrutura apresentam alto grau de semelhanÃa com lectinas do mesmo gÃnero e um conjuntos de caracterÃsticas corrobora para seu baixo efeito relaxante. DSL apresenta um desenho de CRD pouco favorÃvel para esta atividade e, alÃm disso, a presenÃa de um glutamato na posiÃÃo 205 demonstrou ser um fator determinante na regulaÃÃo desta atividade. Este resÃduo modula negativamente a capacidade relaxante frente a lectinas que do mesmo gÃnero que possuem um resÃduo de aspartato nesta mesma posiÃÃo. / Lectins are multiactive proteins that have at least one domain capable of recognizing specific carbohydrates reversibly without changing them. The legume lectin family is a group of this protein class further studied, in particular highlighted the subtribe Diocleinae. These lectins have a high degree of structural similarity, but it does not follow the biological activities. This variability must reside in details, small differences that can be analyzed in studies based in structures. The primary sequence of C. grandiflora lectin (ConGF) shows great similarity with lectins of the same genus, but it has the largest number of mutations representative of the genus Dioclea, characterizing it as the Canavalia subgenus closest to Dioclea, and it is the most primitive among the canavalias. ConGF presented relaxing effect on smooth muscles of endothelial aortas of rats; however, the effects are weak against other Diocleinae lectins. The justification for this does not lie in a low structural similarity but in small changes in the orientation of key amino acids residues, which become responsible for biological diversity in action presented here, as required in other phenomena elicited by lectins. For Cymbosema roseum lectin (CRLI), the relaxing effect was also evaluated and the role of extracellular calcium was observed for this activity. Surprisingly, the calcium was not definitive for determining CRLI mechanism as dependent or independent of calcium ions. Our research has led to the construction of a theory which this lectin has dual mechanism of nitric oxide synthase (eNOS) activation. The first path is based on a specific membrane endothelial receptor able to activate eNOS by calmodulin. The second path relies on the ability of CRLI binding to the glycocalyx heparano sulfate at a domain different from the CRD demonstrated by molecular docking, which explain mechanical activation of eNOS. This proteoglycan is the main mechanoreceptor candidate of shear stress and this phenomenon is the major agent of maintenance of vascular tone by NO production. A lectin from gender Dioclea was also evaluated to increase the range of legume proteins tested. As other lectins of this work, D. sclerocarpa presented the ability to relax smooth muscle of the aorta dependent on the endothelium nitric oxide production. Both its effect and its structure have a high degree of similarity with lectins of the same genus. A feature set corroborates with its low relaxant effect. DSL has a CRD design less favorable for this activity. In addition, the presence of a glutamate at position 205 proved to be a decisive factor in the activity regulation and it negatively modulates Dioclea lectins relaxant effect.